Создан сверхдолговечный, дешевый и емкий литий-серный аккумулятор

Создан сверхдолговечный, дешевый и емкий литий-серный аккумулятор

Исследователи из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (США) создали литий-серный (Li-S) аккумулятор, который более чем в два раза превосходит по емкости литий-ионные батареи и способен выдержать около 1500 циклов заряда / разряда без значительной деградации (до настоящего времени самые лучшие образцы выдерживали до 100 циклов). По мнению экспертов, новая технология сможет сделать электрические и гибридные транспортные средства намного более привлекательными для покупателей.

Сообщается, что с помощью технологии американцев удельную энергию отдельных ячеек в многоячеечных литий-серных аккумуляторах электромобилей можно довести до уровня в 350 - 400 Вт*ч, что позволит повысить дальность хода снабженных ими авто до 500 километров. Как известно, сера является нетоксичным, безопасным и недорогим материалом. Поэтому созданные по новой технологии литий-серные аккумуляторы будут дешевле, чем современные литий-ионные батареи, которые активно используется в электрокарах. При этом они будут менее склонны к перегреву, что позволит повысить безопасность авто.

Отметим, что первые образцы подобных аккумуляторов были разработаны в 2004 году американской компанией Sion Power. Но при их усовершенствовании ученые столкнулись с множеством сложностей. Так, во время разряда литиевые полисульфиды, отделяющиеся от катода и движущиеся через электролит по направлению к литиевому аноду, образовывали на поверхности последнего прочные слои. Подобное наслаивание делало такие аккумуляторы крайне недолговечными. Еще одна проблема касалась того, что реакция конверсии с участием серы и последующим образованием сульфида лития (Li2S) и обратная ей химическая реакция, проходящие во время работы ячеек, приводили к расширению и сжатию электродов на 76 процентов, что со временем разрушало катод и анод.

Создан сверхдолговечный и емкий литий-серный аккумулятор

Команда из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли решила эти проблемы путем разработки уникального катода из нанокомпозитного материала (оксида графена и сера), целостность которого поддерживается с помощью эластичного полимерного покрытия. По словам специалистов, эта технология позволит довести стоимость аккумуляторов для электрокаров до $ 100 из расчета на 1 кВт*ч. Будем надеяться, что наработки американцев благополучно покинут стены их лаборатории и станут частью реального продукта.

Использованы материалы Nano Letters

Фото: Nano Letters ©
02.12.2013 14:06